JP2008210626A - Fuel battery device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池セルを収納する燃料電池モジュールと、燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するブロワを具備する燃料電池装置に関する。 The present invention relates to a fuel cell module that includes a fuel cell module that houses fuel cells and a blower that supplies an oxygen-containing gas to the fuel cell module.
近年、次世代エネルギーとして、水素ガスと酸素含有ガス(通常、空気である)とを用いて電力を得ることができる燃料電池(モジュール)と、この燃料電池を稼動するための補機類とを外装ケースに収納してなる燃料電池装置およびその運転方法が種々提案されている。 In recent years, as next-generation energy, a fuel cell (module) capable of obtaining power using hydrogen gas and an oxygen-containing gas (usually air), and auxiliary equipment for operating the fuel cell Various fuel cell devices housed in an outer case and their operation methods have been proposed.
このような燃料電池装置においては、発電を行なう燃料電池セルが収納された燃料電池モジュールと、この燃料電池モジュールに酸素含有ガスを供給するブロワを具備する。 Such a fuel cell device includes a fuel cell module in which a fuel cell for generating power is stored, and a blower for supplying an oxygen-containing gas to the fuel cell module.
そして、例えば、外装ケースに設けられた外気取入口の近傍にブロワが設けられ、空気を常温に近い状態で燃料電池モジュール内に供給する燃料電池装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、高温で発電を行なう固体酸化物形燃料電池セルを収納する燃料電池モジュールにおいては、ブロワにより常温の空気が燃料電池モジュール内に供給されると、燃料電池モジュール内の温度が低下し、燃料電池モジュールの発電効率が低下するという問題があった。 However, in a fuel cell module that houses a solid oxide fuel cell that generates power at a high temperature, when air at room temperature is supplied into the fuel cell module by a blower, the temperature in the fuel cell module decreases, and the fuel There was a problem that the power generation efficiency of the battery module was lowered.
したがって、本発明は、燃料電池モジュール内に高温の空気を供給することができる燃料電池装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell device capable of supplying high-temperature air into the fuel cell module.
本発明の燃料電池装置は、中空の支柱を有する外装ケース内に、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールに空気を供給するためのブロワとを有し、前記外装ケース内に設けられた仕切部により、前記燃料電池モジュールが収納された燃料電池モジュール収納室と、前記ブロワが収納された補機収納室とに区画された燃料電池装置であって、前記支柱は前記燃料電池モジュール収納室に開口する空気取入口を備えるとともに、前記空気取入口より前記支柱内に流入した空気を前記支柱から前記ブロワに導く通路を設けたことを特徴とする。 The fuel cell device of the present invention has a fuel cell module in which a plurality of fuel cells are housed in an outer case having a hollow column, and a blower for supplying air to the fuel cell module, A fuel cell apparatus partitioned into a fuel cell module storage chamber in which the fuel cell module is stored and an auxiliary device storage chamber in which the blower is stored by a partition provided in the outer case, The support column is provided with an air intake opening that opens into the fuel cell module storage chamber, and is provided with a passage that guides air that has flowed into the support column from the air intake port to the blower.
このような燃料電池装置においては、燃料電池モジュールの発電により生じる高温の輻射熱により、燃料電池モジュール収納室内の空気が暖められ、この暖められた空気は、中空の支柱に設けられた空気取入口より支柱内に流入する。そして空気取入口より支柱内に流入する空気は、支柱からブロワに導く通路を流通してブロワに供給されるとともに、ブロワより燃料電池モジュールに供給される。それゆえ、燃料電池モジュール内の温度が低下することを抑制でき、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。 In such a fuel cell device, the high-temperature radiant heat generated by the power generation of the fuel cell module warms the air in the fuel cell module housing chamber, and the warmed air is supplied from the air intake port provided in the hollow column. It flows into the column. The air flowing into the column from the air intake port flows through the passage leading from the column to the blower and is supplied to the blower and is also supplied from the blower to the fuel cell module. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the temperature in the fuel cell module, and it is possible to improve the power generation efficiency of the fuel cell module.
また、本発明の燃料電池装置は、前記支柱と前記ブロワとの間に、前記通路の少なくとも一部を構成するブロワ空気吸気管を備えるとともに、前記支柱内には、前記支柱と前記ブロワ空気吸気管との連結部近傍に前記支柱の内部を仕切るための支柱仕切板が設けられ、前記空気取入口、前記連結部および前記支柱仕切板がこの順に位置していることが好ましい。 The fuel cell device according to the present invention further includes a blower air intake pipe constituting at least a part of the passage between the strut and the blower, and the strut and the blower air intake air in the strut. It is preferable that a column partition plate for partitioning the inside of the column is provided in the vicinity of the connection portion with the pipe, and the air intake port, the connection portion, and the column partition plate are positioned in this order.
このような燃料電池装置においては、支柱にとブロワとの間に、支柱内に流入する空気を支柱からブロワに導く通路を構成するブロワ空気吸気管を備え、この連結部近傍に支柱の内部を仕切るための支柱仕切板が設けられている。そして、空気取入口、連結部および支柱仕切板がこの順に位置していることから、空気取入口より流入する空気は、連結部に設けられた支柱仕切板部分までしか流通しないため、効率よくブロワ空気吸気管に流通する。 In such a fuel cell device, a blower air intake pipe that constitutes a passage for guiding the air flowing into the strut from the strut to the blower is provided between the strut and the blower. A support partition plate for partitioning is provided. Since the air intake, the connecting portion, and the column partition plate are positioned in this order, the air flowing in from the air intake flows only to the column partition plate portion provided in the connecting portion. It circulates in the air intake pipe.
また、連結部が補機収納室側に設けられている場合には、補機収納室を構成する支柱の内部を流れる流路を短くすることができることにより、温度が低下することが抑制される。それにより、暖められた空気を効率よく燃料電池モジュールに供給することができる。 Moreover, when the connection part is provided in the auxiliary machine storage chamber side, it is possible to shorten the flow path that flows through the column that constitutes the auxiliary machine storage room, thereby suppressing a decrease in temperature. . Thereby, the warmed air can be efficiently supplied to the fuel cell module.
また、本発明の燃料電池装置は、前記仕切部が空洞部を有する仕切板により構成され、前記支柱の内部と前記仕切板の空洞部とを連通させるとともに、前記仕切板の空洞部と前記ブロワとを連結するためのブロワ空気吸気管を備え、前記通路が、前記仕切板および前記ブロワ空気吸気管を有して構成されていることが好ましい。 In the fuel cell device of the present invention, the partition portion is constituted by a partition plate having a cavity portion, and the inside of the column and the cavity portion of the partition plate are communicated with each other, and the cavity portion of the partition plate and the blower are connected. It is preferable that a blower air intake pipe is connected to the passage, and the passage includes the partition plate and the blower air intake pipe.
このような燃料電池装置においては、支柱の内部を流通する暖められた空気が、仕切板の空洞部を流通する。そして、その仕切板の空洞部に供給された空気は、燃料電池モジュールの底面からの輻射熱によりさらに暖められる。そしてこのさらに暖められた空気が、ブロワ空気吸気管を介してブロワに吸気されて燃料電池モジュールに供給される。 In such a fuel cell device, warmed air that circulates inside the support column circulates through the cavity of the partition plate. The air supplied to the cavity of the partition plate is further warmed by radiant heat from the bottom surface of the fuel cell module. The further warmed air is sucked into the blower via the blower air intake pipe and supplied to the fuel cell module.
またあわせて、仕切板の空洞部を流通する空気がブロワにより燃料電池モジュールに供給されることから、仕切板の温度を下げることができる。それゆえ、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱が、補機収納室へ伝熱することを抑制することができ、補機の熱による故障等を防止することができる。 In addition, since the air flowing through the cavity of the partition plate is supplied to the fuel cell module by the blower, the temperature of the partition plate can be lowered. Therefore, it is possible to suppress the radiant heat generated by the power generation of the fuel cell module from being transferred to the accessory storage chamber, and it is possible to prevent a failure due to the heat of the accessory.
また、本発明の燃料電池装置は、前記通路の途中に空気流量調整手段が接続されるとともに、前記ブロワが吸気する前記空気の温度が予め設定された所定の温度となるように前記空気流量調整手段を制御する制御装置を有することが好ましい。 Further, in the fuel cell device of the present invention, the air flow rate adjusting means is connected in the middle of the passage, and the air flow rate adjustment is performed so that the temperature of the air sucked by the blower becomes a predetermined temperature. It is preferable to have a control device for controlling the means.
このような燃料電池装置においては、ブロワが支柱内を流通する空気を燃料電池モジュールに供給するが、その空気が特に高温となっている場合には、ブロワの耐久性に悪影響を及ぼし、ブロワの寿命が短くなるおそれがある。 In such a fuel cell device, the blower supplies the air flowing through the struts to the fuel cell module. However, when the air is particularly hot, it adversely affects the durability of the blower, Life may be shortened.
それゆえ、支柱内を流通した空気を支柱からブロワへ導く通路の途中に、空気流量調整手段を接続し、ブロワが吸気する空気の温度が予め設定された所定の温度になるよう空気流量調整手段を制御することにより、ブロワの耐久性を向上することができるとともに、所定の温度の空気を燃料電池モジュールに供給することで、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。 Therefore, an air flow rate adjusting means is connected in the middle of the passage that guides the air flowing in the column from the column to the blower, and the air flow rate adjusting unit is set so that the temperature of the air sucked by the blower becomes a predetermined temperature. By controlling the above, it is possible to improve the durability of the blower, and to improve the power generation efficiency of the fuel cell module by supplying air at a predetermined temperature to the fuel cell module.
本発明の燃料電池装置は、燃料電池モジュールの発電により生じる輻射熱にて暖められた空気を、ブロワに導くとともに、ブロワにより燃料電池モジュールに供給することから、燃料電池モジュールの温度が低下することを抑制でき、燃料電池モジュールの発電効率を向上することができる。 In the fuel cell device of the present invention, the air heated by the radiant heat generated by the power generation of the fuel cell module is guided to the blower and supplied to the fuel cell module by the blower, so that the temperature of the fuel cell module decreases. This can suppress the power generation efficiency of the fuel cell module.
図1は、燃料電池システムの構成図の一例を示したものであり、図1に示す燃料電池システムは、発電ユニット、燃料電池の排ガスと水とでの熱交換後の湯水を貯湯する貯湯ユニット、これらのユニット間を水が循環するための循環配管から構成されている。 FIG. 1 shows an example of a configuration diagram of a fuel cell system. The fuel cell system shown in FIG. 1 is a power generation unit, a hot water storage unit that stores hot water after heat exchange between exhaust gas and water of the fuel cell. These units are composed of circulation piping for circulating water between these units.
そして、図1において発電ユニットは、酸素含有ガス(空気)を供給する空気供給手段103と、燃料供給手段102から供給される燃料と水供給手段X(水供給管105、給水弁106、活性炭フィルタ装置107、RO膜装置108、イオン交換樹脂装置109、水タンク110、水ポンプ111を具備する)より供給される水(水蒸気を含む)とで水蒸気改質を行なう改質器104とを具備し、燃料電池101に空気と改質器104にて改質された燃料(改質ガス等)とが供給されて、燃料電池101の発電が行なわれる。
1, the power generation unit includes an air supply means 103 for supplying oxygen-containing gas (air), a fuel and water supply means X (
そして、燃料電池101の発電により生じた排ガスは、その排ガスの熱を有効活用すべく、燃料電池101の温度を高めるもしくは維持するために使用された後、熱交換器113を流通(循環)する水とでの熱交換された後、排気される。そして熱交換された水(湯水)は、循環配管107を循環して貯湯タンク108に貯湯される。
The exhaust gas generated by the power generation of the
ここで、循環配管117には、熱交換後の温度を測定する為の温度センサ115、水を循環するための循環ポンプ116が設けられており、これらが制御装置114にて制御される。なお、燃料電池101で発電された電力は、パワーコンディショナ112にて交流電力に変換された後、外部負荷に供給される。
Here, the circulation pipe 117 is provided with a
また図1において、破線は制御装置114に伝送される主な信号線路、または制御装置114より伝送される主な信号経路を示しており、矢印は、酸素含有ガス、燃料、水、排ガス等の流れ方向を示している。 In FIG. 1, a broken line indicates a main signal line transmitted to the control device 114 or a main signal path transmitted from the control device 114, and arrows indicate oxygen-containing gas, fuel, water, exhaust gas, etc. The flow direction is shown.
ここで発電ユニットを構成する各部材を、外装ケース内に収納することにより燃料電池装置が構成される。以降、本発明の燃料電池装置について説明する。 Here, each member constituting the power generation unit is housed in an outer case to constitute a fuel cell device. Hereinafter, the fuel cell device of the present invention will be described.
図2は、本発明の燃料電池装置1を概略的に示した概略図であり、図3はその分解斜視図である。なお図3においては一部部材を省略して示している。なお、以降の図において、同一の部材については同一の番号を付するものとする。なお、図中において破線は、後述する制御部に伝送される主な信号経路、または制御部より伝送される主な信号経路を示している。また、矢印は空気(酸素含有ガス)の流れを、破線矢印は燃料電池モジュールの発電により生じる排ガスの流れを示している。
FIG. 2 is a schematic view schematically showing the
図2において、燃料電池装置1は、中空の支柱8を有する外装ケース2内に、複数の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュール3(以下、モジュールと略す)が配置された燃料電池モジュール収納室4(以下、モジュール収納室と略す)と、その下方にモジュール3に空気(酸素含有ガス)を供給手段であるブロワ(送風機)5を配置する補機収納室6とを有し、これらモジュール収納室4と補記収納室5とが、外装ケース2に配置された仕切部7により上下に区画されている。なお、仕切部7はモジュール収納室4と補機収納室5とを区画していればよく、モジュール収納室4と補機収納室5とが隙間を有して区画されていてもよい。また、仕切部7としては例えば板状の仕切板を用いることができ、以下の説明においては仕切板7として説明する。
In FIG. 2, the
また、図2において外装ケース2の強度を高めるべく、外装ケース2の高さ方向に立設する中空の支柱8が設けられている。なお、図3においては支柱8を外装ケース2の各隅に計4本設けた例を示しているが、外装ケース2の大きさや重量等にあわせて適宜本数を増減することができる。また、図2および図3においては支柱を外装ケース2の高さ方向に立設する場合を示しているが、例えば、外装ケースの幅方向や奥行き方向に設けることもできる。なお、図2および図3において支柱8は仕切板7とは連通せずに設けられている。
Further, in FIG. 2, in order to increase the strength of the
さらに図2においては、補機収納室6内に、ブロワ5を制御する制御装置12、モジュール3の排ガスから排熱を回収し、内部を循環する水とで熱交換する熱交換器13、排熱を回収した後の排ガスを外装ケース2の外部に排気するための排気管14が設けられている。ここで、ブロワ5と支柱8とはブロワ空気吸気管10により連結されるとともに、支柱8の内部を流通する空気をブロワ5が吸気し、モジュール3に供給する構成となっており、詳細は後述する。
Further, in FIG. 2, in the auxiliary
ところで、モジュール3に収納される燃料電池セルが、高温で発電を行なう固体酸化物形燃料電池セルの場合、ブロワ5により補機収納室6の常温の空気がモジュール3内に供給されると、モジュール3内の温度が低下し、モジュール3の発電効率が低下するおそれがある。それゆえ、ブロワ5によりモジュール3内に供給される空気は、モジュール3に供給される前に加熱されている(暖められている)ことが好ましい。
By the way, when the fuel cell housed in the
またあわせて、モジュール3に収納される燃料電池セルが、高温で発電を行なう固体酸化物形燃料電池セルの場合、モジュール3の発電により生じる高温の熱が、輻射熱として熱拡散され、モジュール収納室4の温度が高温となり、ひいては、外装ケース2の温度が高温となるおそれがある。それゆえ、外装ケース2の温度が高温となることを防止(抑制)できることが好ましい。
In addition, when the fuel cell housed in the
ここで、本発明の燃料電池装置においては、外装ケース2内に設けられた支柱8内に流入した空気をブロワ5に供給する通路、すなわちモジュール収納室4の空気をブロワ5に供給する通路を有している。
Here, in the fuel cell device of the present invention, a passage for supplying the air flowing into the
そして、図2に示す燃料電池装置においては、モジュール3の輻射熱を有効に利用し、ブロワ5によりモジュール3内に暖められた空気を供給するとともに、外装ケース2の温度が高くなることを抑制するため、支柱8の上部にモジュール収納室4に開口する空気取入口9が設けられている。
In the fuel cell device shown in FIG. 2, the radiant heat of the
このような構造においては、モジュール3の発電により生じる輻射熱により暖められたモジュール収納室4内の空気を、空気取入口9より支柱8の内部に取り入れ、支柱8内に流入した空気を、支柱8の内部を流通させた後、支柱8とブロワ5とを連結するブロワ空気吸気管10を介してブロワ5に導き、ブロワ5により暖められた空気をモジュール3内に供給する。すなわち図2において、モジュール収納室4の空気をブロワ5に供給する通路は、空気取入口9、支柱8およびブロワ空気吸気管10により形成され、支柱8に流入した空気を支柱8からブロワに供給する通路としては、ブロワ空気吸気管10により形成されている。
In such a structure, the air in the
そしてモジュール3に支柱8の内部を流通する暖められた空気が供給されることから、モジュール3内の温度が低下することを抑制でき、モジュール3の発電効率を向上することができる。
And since the warmed air which distribute | circulates the inside of the support |
また、あわせてモジュール3の発電により生じる輻射熱により暖められた空気をブロワ5が吸気することから、支柱8内を流通する空気に相当する量の空気(常温の外気)がモジュール収納室4内に取り入れられ、それによりモジュール収納室4内の温度を下げることができる。それゆえ、モジュール3の発電により生じる輻射熱により、外装ケース2の温度が高くなることを抑制でき、外装ケース2の内側に断熱材を設ける必要がない、または外装ケース2の内側に設ける断熱材の量を減らすことができる。
In addition, since the
なお、図2においては、モジュール収納室4に取り入れられる外気の供給方法については省略したが、例えば外装ケース2に外気取入口を設ける、補機収納室6の空気(常温)をモジュール収納室4に供給する等によりモジュール収納室4に空気を供給することができる。この場合、モジュール収納室4に供給される空気が効率よく暖められるよう、例えば外気取入口は、暖められた空気が流通する支柱8とは対極の位置に設けることが好ましい。
In FIG. 2, the supply method of the outside air taken into the
またモジュール3からの輻射熱が特に高温となる場合には、モジュール3に断熱材を取り付けることにより、輻射熱の温度を下げて、外装ケース2が特に高温とならないようにすることもできる。
When the radiant heat from the
図4は、本発明の燃料電池装置の他の一例を示す概略図であり、支柱8とブロワ5が、支柱8内に流入した空気を支柱8からブロワ5に供給する通路の少なくとも一部を構成するブロワ空気吸気管10により連結されている。また、この支柱8内には、支柱8とブロワ空気吸気管10との連結部11の近傍に支柱8の内部を仕切るための支柱仕切板15が設けられているとともに、支柱8に(図4においては上端側より)、空気取入口9、連結部11および支柱仕切板15がこの順に位置するよう構成されている。なお、図4においては、連結部11は補機収納室6を構成する支柱8に設けられている。また、図4においては、支柱8内に流入する空気をブロワ5に導く通路は、空気取入口9、支柱8およびブロワ空気吸気管10により形成されている。
FIG. 4 is a schematic view showing another example of the fuel cell device of the present invention. At least a part of a passage through which the
例えば、モジュール収納室4内の暖められた空気を効率よくブロワ空気吸気管10に流通させるにあたり、空気取入口9より支柱8内に流入し、支柱8の内部を流通する空気は、支柱8とブロワ空気吸気管10との連結部11近傍まで流通し、連結部11よりブロワ空気吸気管10に流通させることが好ましい。
For example, when the warmed air in the
また、図4においては、この連結部11が補機収納室6を構成する支柱部分に設けられていることから、空気取入口9より支柱8内に流入し、支柱8の内部を流通する間(特には補機収納室6に位置する支柱8の内部を流通する間)に、モジュール収納室4にて暖められた空気の温度が低下する場合がある。
Further, in FIG. 4, since the connecting
ここで、図4においては、支柱8内に、支柱8とブロワ空気吸気管10との連結部11よりも下方で、かつ連結部11の近傍に、支柱8の内部を仕切る(図4においては上下に仕切る)ための支柱仕切板15を設けた(すなわち、空気取入口9、連結部11、支柱仕切板15とがこの順に位置している)ことにより、空気取入口9より支柱8に流入し、支柱8の内部を流通する空気が、支柱仕切板15より下方に流通することが防止される。それにより、モジュール収納室4にて暖められた空気を効率よく連結部11よりブロワ空気吸気管10に流通させることができ、あわせてモジュール3に供給することができる。
Here, in FIG. 4, the inside of the
図5は本発明の燃料電池装置の他の一例を示す分解斜視図であり、複数本の支柱8の内部を流通するモジュール収納室4内にて暖められた空気が、ブロワ5により吸気され、モジュール3に供給される例を示したものである。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing another example of the fuel cell device of the present invention. Air warmed in the
モジュール収納室4内にて暖められた空気を効率よくモジュール3に供給するにあたり、複数本の支柱8の内部を流通する空気をブロワ5に供給することが好ましい。ここで、複数本の支柱8とブロワ5とを連結することは、ブロワの構造上難しい場合があるとともに、複数本の支柱8とブロワ5とを連結するためのブロワ空気吸気管10が多数必要となることから燃料電池装置が大型化するおそれがある。
In order to efficiently supply the air warmed in the
それゆえ、図5においては、仕切部を空洞部を有する仕切板7により構成するとともに、支柱8の内部と仕切板7の空洞部とを連通させた構成としている。それにより、支柱8の空気取入口9より支柱8の内部に流入した空気は、支柱8の内部を流通した後、支柱8の内部と仕切板7の空洞部とを連通する連通部16より仕切板7の空洞部に流通する。仕切板7の空洞部を流通する空気は、仕切板7の空洞部とブロワ5とを連結するブロワ空気吸気管17を流通してブロワ5により吸気された後、モジュール3に供給される。それにより、複数の支柱8の内部を流通する空気を効率よくモジュール3に供給することができるとともに、複数の支柱8それぞれとブロワ5とを直接連結する必要がないことから、燃料電池装置31が大型化することを抑制できる。なお図5においては、モジュール収納室4の空気をブロワ5に供給する通路は、空気取入口9、支柱8、連通部16、仕切板7の空洞部およびブロワ空気吸気管17により形成され、支柱8に流入した空気を支柱8からブロワに供給する通路としては、連通部16、仕切板7の空洞部およびブロワ空気吸気管17により形成されている。
Therefore, in FIG. 5, the partition portion is configured by the
さらに、支柱8の内部を流通する暖められた空気は、仕切板7の空洞部を流通する過程で、モジュール3の底面からの輻射熱によりさらに暖められ、ブロワ空気吸気管17を流通してモジュール3に供給されることから、モジュール3内の温度が低下すること抑制でき、モジュール3の発電効率を向上することができる。
Further, the warmed air that circulates inside the
またあわせて、仕切板7の空洞部を流通する暖められた空気をモジュール3に供給することから、仕切板7の温度を下げることができるとともに、モジュール3の発電により生じる輻射熱が、補機収納室6へ伝熱することを抑制でき、補機の熱による故障等を抑制(防止)することができる。
In addition, since the warmed air flowing through the cavity of the
図6は、本発明の燃料電池装置の他の一例を示す分解斜視図であり、図7は図6に示す燃料電池装置の概略図である。なお図6においては、一部部材を省略して示している。図6において示す燃料電池装置41は、支柱8が外装ケース2の高さ方向のほか、外装ケース2の幅方向および奥行き方向に設けられている例である。図6においては、この外装ケース2の幅方向および奥行き方向に設けられている支柱8は、外装ケース2の高さ方向に設けられている支柱8の上端部を連通するように設けられている例を示している。なお、図6以降の説明において、この高さ方向に設けられている支柱8同士を連通するように設けられている支柱8を、便宜的に、けた支柱18と呼ぶこととする。
FIG. 6 is an exploded perspective view showing another example of the fuel cell device of the present invention, and FIG. 7 is a schematic view of the fuel cell device shown in FIG. In FIG. 6, some members are omitted. The
例えばモジュール3の重量が重い場合等、複数の支柱8を外装ケース2の高さ方向に立設させるだけでは、燃料電池装置(外装ケース2)の強度が弱い場合がある。それゆえ、図6においては、けた支柱18を設けるとともに、複数の支柱8同士を連結することにより、燃料電池装置(外装ケース2)の強度を高めることができる。
For example, when the weight of the
ここで、けた支柱18を中空として支柱8とけた支柱18とが連通するように配置するとともに、けた支柱18にモジュール収納室4に開口するけた空気取入口19を設けることができる。それにより、モジュール収納室4内にて暖められた空気は、けた空気取入口19よりけた支柱18の内部に流通する。けた支柱18の内部を流通する空気は、つづいて支柱8の内部を流通し、さらに連通部16より仕切板7の空洞部に流通する。そして、仕切板7の空洞部を流通する空気は、空洞部空気吸気管17を流通してブロワ5により吸気された後、モジュール3に供給される。それゆえ、モジュール収納室4にて暖められた空気を効率よくモジュール3に供給することができる。なお、図6においては、モジュール収納室4の空気をブロワ5に供給する通路は、けた空気取入口19、けた支柱18、支柱8、連通部16、仕切板7の空洞部およびブロワ空気吸気管17により形成され、支柱8に流入した空気を支柱8からブロワに供給する通路としては、連通部16、仕切板7の空洞部およびブロワ空気吸気管17により形成されている。
Here, the
また、モジュール収納室4内にて暖められた空気が、けた支柱18、支柱8、連通部16、仕切板7の空洞部、ブロワ空気吸気管17を流通して、ブロワ5によりモジュール3に供給されることから、モジュール3内の温度が低下することを抑制でき、モジュール3の発電効率を向上することができる。
In addition, the air heated in the
図8は、本発明の燃料電池の他の一例であり、支柱8の内部や仕切板7の空洞部を流通する空気の温度を調整してモジュール3に供給する燃料電池装置51を示したものである。
FIG. 8 shows another example of the fuel cell according to the present invention, which shows a
モジュール3が効率よく発電する目的で、支柱8の内部や仕切板7の空洞部を流通する暖められた空気を、ブロワ5により吸気した後、モジュール3内に供給するが、その暖められた空気が、例えば50℃〜70℃といった高温となっている場合には、ブロワ5の耐久性に悪影響を及ぼしブロワ5の寿命が短くなるおそれがある。それゆえ、ブロワ5の種類にもよるが、暖められた空気は所定の温度(50℃〜70℃よりも低い温度)となるように調整した後、ブロワ5が吸気してモジュール3内に供給することが好ましい。
In order for the
それゆえ、燃料電池装置51においては、支柱8の内部を流通する空気をブロワ5に導くための通路の途中に、空気流量調整手段23が接続され、この空気流量調整手段23を調整して、ブロワ5が吸気する空気の温度が予め設定された所定の温度となるように制御装置13にて制御する。
Therefore, in the
ここで図8においては、ブロワ空気吸気管17に空気流量調整手段22を接続し、その空気流量調整手段22に、補機収納室空気吸入管20を接続する。そして、ブロワ空気吸気管17と補機収納室吸気吸入管20とを流れる空気の流量とを、ブロワ5が吸気する空気の温度が、予め設定された所定の温度となるよう空気流量調整手段22を制御装置12にて制御して調整する。
Here, in FIG. 8, the air flow rate adjusting means 22 is connected to the blower
具体的には、図8においては、ブロワ空気吸気管17を介して吸気される空気の温度を、温度センサ23で計測し、計測された温度情報が制御装置12に伝送される。制御装置12は、伝送された温度情報が予め設定された所定の温度を超えている場合に、空気調整手段22に対し、温度センサ23で計測される温度情報が所定の温度となるよう、ブロワ空気吸気管17を介して吸気される空気の量と補機収納室空気吸入管20を介して吸気される空気の量を調整する信号を伝送する。
Specifically, in FIG. 8, the temperature of the air sucked through the blower
それにより、ブロワ5によりモジュール3に供給される空気の温度が、ブロワ5に対して悪影響を及ぼす温度よりも低くすることができることから、ブロワ5の耐久性を向上することができるとともに、所定の温度の空気をモジュール3に供給することで、モジュール3の発電効率を向上することができる。なお、空気流量調整手段22としては、空気流量調整弁等を用いる事ができる。
Thereby, since the temperature of the air supplied to the
なお、上述したように、図8においては、モジュール収納室4の空気をブロワ5に供給する通路は、けた空気取入口19、けた支柱18、支柱8、連通部16、仕切板7の空洞部、ブロワ空気吸気管17および空気流量調整手段22により形成され、支柱8に流入した空気を支柱8からブロワに供給する通路としては、連通部16、仕切板7の空洞部、ブロワ空気吸気管17および空気流量調整手段22により形成されている。
As described above, in FIG. 8, the passage for supplying the air in the
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。 Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、本発明において、モジュール収納室4と補記収納室6とを上下に区画した場合の図面を用いて説明したが、モジュール収納室4と補記収納室6とを横方向に区画して配置することも可能である。
For example, in the present invention, the
1、21、31、41、51:燃料電池装置
2:外装ケース
3:燃料電池モジュール
4:燃料電池モジュール収納室
5:ブロワ
6:補機収納室
7:仕切部
8:支柱
9:空気取入口
10、17:ブロワ空気吸気管
11:連結部
12:制御装置
15:支柱仕切板
16:連通部
18:けた支柱
19:けた空気取入口
20:補機収納室空気吸気管
22:空気流量調整手段
23:温度センサ
1, 21, 31, 41, 51: Fuel cell device 2: Exterior case 3: Fuel cell module 4: Fuel cell module storage chamber 5: Blower 6: Auxiliary device storage chamber 7: Partition 8: Strut 9:
23: Temperature sensor
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